初中物理力學(xué)講義-第三講-滑輪

1、初中三講-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN11也杵除合捷龍 基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)：一、滑輪、滑輪組定滑輪：定義：中間的軸固定不動(dòng)的滑輪。實(shí)質(zhì)：定滑輪的實(shí)質(zhì)是：等臂杠桿特點(diǎn):使用定滑輪不能省力但是能改變動(dòng)力的方向?qū)硐氲亩ɑ啠ú挥?jì)輪軸間摩擦）F=G繩子自由端移動(dòng)距離Sf（或速度V,：）=重物移動(dòng)的距離Sg（或速度VG）O動(dòng)滑輪：定義：和重物一起移動(dòng)的滑輪。（可上下移動(dòng)，也可左右移動(dòng)）。實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是：動(dòng)力臂為陰力臂2倍的省力杠桿。特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能省一半的力，但不能改變動(dòng)力的方向。4理想的動(dòng)滑輪（不計(jì)軸間摩擦和動(dòng)滑輪重力）則：F= 1/2GO只忽略輪軸間

2、的摩擦則：拉力F= 1/2（G胡+G動(dòng)）。繩子自由端移動(dòng)距離SN或叫）=2倍的重物移動(dòng)的距離Sg（或vG）o滑輪組：定義：定滑輪、動(dòng)滑輪組合成滑輪組,特點(diǎn)：使用滑輪組既能省力又能改變動(dòng)力的方向理想的滑輪組（不計(jì)輪軸間的摩擦和動(dòng)滑輪的重力）拉力F= 1/n G o只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F= 1/n （G物十G動(dòng)）。繩子自由端移動(dòng)距離SF（或vF）=n倍的重物移動(dòng)的距離Sg（或vG）o組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=（G «+G動(dòng)）/ F求出繩子的股數(shù)。然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則。結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪，二、計(jì)算公式公式：s=hno V繩=肝丫物h：重物被提升的高度。n ：承重的

3、繩子段數(shù)。注：s ：繩子自由端移動(dòng)的距離。原則是：n為奇數(shù)時(shí)，繩子從動(dòng)滑輪為起始。用一個(gè)動(dòng)滑輪時(shí)有三段繩子承擔(dān)，其后每增加一個(gè)動(dòng)滑輪 增加二段繩子。如：n=5,則需兩個(gè)動(dòng)滑輪(3+2)。n為偶數(shù)時(shí)，繩子從定滑輪為起始，這時(shí)所有動(dòng)滑輪 都只用兩段繩子承擔(dān)。如：n=4,則需兩個(gè)動(dòng)滑輪(2+2)。其次，按要求確定定滑輪個(gè)數(shù)，原則是：一般的：兩股繩子配一個(gè)動(dòng)滑輪，一個(gè)動(dòng)滑輪一般配一個(gè)定 滑輪。力作用方向不要求改變時(shí)，偶數(shù)段繩子可減少一個(gè)定滑輪；要改變力作用方向，需增加一個(gè)定滑 輪。綜上所說，滑輪組設(shè)計(jì)原則可歸納為：奇動(dòng)偶定；一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定?；喗M的用途：為了既節(jié)省又能改變動(dòng)力的方向

4、，可以把定滑輪和動(dòng)滑輪組合成滑輪組。省力的大小使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一?；喗M的特點(diǎn)用滑輪組做實(shí)驗(yàn)，很容易看出，使用滑輪組雖然省了力，但是費(fèi)了距離動(dòng)力移動(dòng)的距離 大于貨物升高的距離?；喗M繞線問題歸類例析簡(jiǎn)單的說就是：奇動(dòng)偶定，先里后外，一動(dòng)配一定。偶定：指的是當(dāng)動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)為偶數(shù)時(shí)，繩子的起始端在定滑輪上奇動(dòng)：指的是當(dāng)動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)為奇數(shù)時(shí)，繩子的起始端在動(dòng)滑輪上解決簡(jiǎn)單滑輪組組裝問題時(shí)，在承重的繩子股數(shù)確定以后，如何根據(jù)要求設(shè)計(jì)滑輪組的方法不唯-O下面介紹“偶頂奇動(dòng)"1的簡(jiǎn)單法則：1、當(dāng)承重的繩子股數(shù)n為偶數(shù)時(shí)，順子的固定

5、端應(yīng)栓在定滑輪上(即“偶定。如不改變作用力 的方向，則需要的動(dòng)滑輪為n/2個(gè)，定滑輪為(n/2-l)個(gè)，如果要改變作用力的方向，則需要定滑 輪為n/2個(gè)，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)=定滑輪個(gè)數(shù)=n/2個(gè)2、當(dāng)承重繩子的股數(shù)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端應(yīng)栓在動(dòng)滑輪上(即奇動(dòng)。如果不改變力的 方向，則需要的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)=定滑輪個(gè)數(shù)=(»-1) /2個(gè)，如果改變力的方向，則需要?jiǎng)踊唫€(gè)數(shù)為(n1)/2個(gè)，定滑輪個(gè)數(shù)為(n+1) /2個(gè)例題精講：rF尸2E 例【例1】用圖所示的滑輪組勻速提升600N的重物時(shí)，人手實(shí)際需提供的拉力應(yīng)該是（）A .小于200NB .等于200NC .大于200ND .大于300N【例

6、2】如圖所示，人和吊籃總重為G,若不考慮滑輪重和摩擦，在拉力廠作用下勻速上升過程，圖3）中產(chǎn)二 圖3）中/二?！纠?】如圖所示，滑輪、繩子及彈簧測(cè)力計(jì)的重不計(jì)，若彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為10N,則拉力尸和物重G的大小分別為（）A . 10N, 20 NB . 20N, 10NC . 20 N, 20 ND . ION, ION【例4】某人重Gi=500N,站在地上用滑輪組把重Gi=1900N的磚塊拉至高處，這個(gè)滑輪組應(yīng)如何 設(shè)計(jì)。八產(chǎn) 小TUnTTT例3圖©liA【例5】如圖所示，當(dāng)物體8重2N時(shí)，物體4恰能沿水平桌面向右勻速運(yùn)動(dòng)。欲使物體A沿桌面向左勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)A施加水平向左的拉力 No

7、 （不計(jì)繩重和滑輪軸摩擦）【例6】如圖所示，重為G的物體吊在滑輪C下，不計(jì)滑輪質(zhì)量、繩的質(zhì)量及摩擦力，為使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，加在繩子端點(diǎn)的力尸是G。【例7】圖中定滑輪重2N,動(dòng)滑輪重1N。物體A在拉力尸二4N的作用下，1s內(nèi)沿豎直方向勻速升高了 0.2m。不計(jì)繩重和軸摩擦，則以下計(jì)算結(jié)果是繩子自由端移動(dòng)速度為多少m/s天花板對(duì)滑輪組的拉力為多少N【例8】 如圖所示，用水平拉力廠通過滑輪組（滑輪的質(zhì)量可忽略，且不計(jì)輪與軸間的摩擦）拉動(dòng)物塊A在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示.對(duì)物塊A施水平向右、大小為9.6N的拉力時(shí)，物塊A向右勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N。【例9】磅秤上有一

8、個(gè)重1500N的木箱，小明站在地上，想用如圖（甲）所示的滑輪組把這個(gè)木箱提升到樓上，可是他竭盡全力也沒有提起，此時(shí)磅秤的示數(shù)為40kg。于是他改變滑輪組的繞繩方法如圖（乙）所示，再去提這個(gè)木箱。當(dāng)木箱勻速上升時(shí)，小明對(duì)地板的壓力為100N,不計(jì)軸摩擦和繩重，取g=10N/kg。求小明的體重和動(dòng)滑輪重？（甲）（乙）滑輪組繞線問題歸類例析為了快速處理有關(guān)滑輪組繞線的作圖問題.應(yīng)該根據(jù)題目的具體條件和要求，靈活采用不同的處理方法。將常見的滑輪組繞線問題歸類分析如下，第一類：自由端繩子拉力方向已知類對(duì)于自由端繩子拉力方向已知的滑輪組繞線問題，一般采用從自由端繩子處入手，逆著拉力方向由 外向里的繞線方法

9、。im 10如圖1所示，要求滑輪自由端的繩拉力方向向上,請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線，設(shè)計(jì)出符合要求的滑輪組繞線。【例11】住樓上的瑞瑞同學(xué)家最近正在裝修房子，需要搬運(yùn)裝修材料，但有些材料由于樓道過窄不方便搬運(yùn)，于是瑞瑞建議采用如圖3所示的滑輪組，這樣站在地上就可以把材料運(yùn)上樓。請(qǐng)你幫助瑞簞一瑞畫出滑輪組的繞線示意圖。第二類：自由端繩子拉力方向未知類對(duì)于自由端繩子拉力方向未知的問題，通常采用由里向外的繞線方法。此類問題又可細(xì)分為兩小類：1、承擔(dān)物重的繩子段數(shù)可確定類當(dāng)題目已知被提起重物的重G及自由端的繩拉力F,或者已知自由端的繩移動(dòng)距離S及 重物被提升的高度力時(shí)，可先根據(jù)題目的具體條件，運(yùn)用=G/或=5/?確定出承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，然后依據(jù)“奇動(dòng)偶定（當(dāng)繩子的段數(shù)為奇數(shù)時(shí)，繩子的固定端系在動(dòng)滑輪的 掛鉤上；當(dāng)繩子的段數(shù)為偶數(shù)時(shí)，繩子的固定端系在定滑輪的掛鉤上）的規(guī)律確定出繩固定端的位置，然后從繩固定端開始，由里向外進(jìn)行繞線?！纠?2用圖5所示的兩個(gè)滑輪組成一個(gè)滑輪組提升重物，要求拉力為物重的二分之一（忽略摩擦以及繩和 滑輪的重力），請(qǐng)?jiān)趫D中畫出繩子的繞法?！纠?3用圖5所示的兩個(gè)滑輪組成一個(gè)滑輪組提升重物，要求繩子的自由端拉過3 m時(shí)，重物升高1m,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出繩子的繞法。2、承擔(dān)物重的繩子段數(shù)不可確定類